#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/ide.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/semaphore.h>
#include <linux/of_irq.h>
#include <linux/irq.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>

#define IMX6UIRQ_CNT			1			/* 设备号个数 	*/
#define IMX6UIRQ_NAME			"blockio"	/* 名字 		*/

/* 定义按键值 */
#define KEY0VALUE		0X01		/* 按键值 		*/
#define INVAKEY			0XFF		/* 无效的按键值  */
#define KEY_NUM			1			/* 按键数量 */

/* 中断 IO 描述结构体 */
struct irq_keydesc {
	int gpio; 				/* gpio */
	int irqnum; 			/* 中断号 */
	unsigned char value; 	/* 按键对应的键值 */
	char name[10]; 			/* 名字 */
	irqreturn_t (*handler)(int, void *); /* 中断服务函数 */
};

/* key设备结构体 */
struct imx6uirq_dev{
	dev_t devid;			/* 设备号 	 */
	struct cdev cdev;		/* cdev 	*/
	struct class *class;	/* 类 		*/
	struct device *device;	/* 设备 	 */
	int major;				/* 主设备号	  */
	int minor;				/* 次设备号   */
	struct device_node	*nd; /* 设备节点 */
	atomic_t keyvalue;		 /* 有效的按键键值 */
	atomic_t releasekey; 	 /* 标记是否完成一次完成的按键*/
	struct timer_list timer; /* 定义一个定时器*/
	struct irq_keydesc irqkeydesc[KEY_NUM]; /* 按键描述数组 */
	unsigned char curkeynum; /* 当前的按键号 */
	wait_queue_head_t r_wait;/* 读等待队列头 */
};

struct imx6uirq_dev imx6uirq;		/* irq设备 */

/*
 * @description : 中断服务函数，开启定时器，延时 10ms，
 * 				  定时器用于按键消抖。
 * @param - irq : 中断号
 * @param - dev_id : 设备结构。
 * @return 		: 无
 */
static irqreturn_t key0_handler(int irq, void *dev_id)
{
	struct imx6uirq_dev *dev = (struct imx6uirq_dev *)dev_id;
	dev->curkeynum = 0;
	dev->timer.data = (volatile long)dev_id;
	mod_timer(&dev->timer, jiffies + msecs_to_jiffies(10));
	return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}

/*
 * @description : 定时器服务函数，用于按键消抖，定时器到了以后
 * 				  再次读取按键值，如果按键还是处于按下状态就表示按键有效。
 * @param - arg : 设备结构变量
 * @return 		: 无
 */
void timer_function(unsigned long arg)
{
	unsigned char value;
	unsigned char num;
	struct irq_keydesc* keydesc;
	struct imx6uirq_dev *dev = (struct imx6uirq_dev *)arg;

	num = dev->curkeynum;
	keydesc = &(dev->irqkeydesc[num]);
	
	value = gpio_get_value(keydesc->gpio);
	if (value == 0)
	{
		atomic_set(&(dev->keyvalue), keydesc->value);
	}
	else
	{
		atomic_set(&(dev->keyvalue), 0x80 | keydesc->value);
		atomic_set(&(dev->releasekey), 1);
	}

	/* 唤醒进程 */
	if (atomic_read(&(dev->releasekey))) /* 完成一次按键过程 */
	{
		/* wake_up(&dev->r_wait); */
		wake_up_interruptible(&dev->r_wait);
	}
}

/*
 * @description	: 按键 IO 初始化
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
static int keyio_init(void)
{
	int ret = 0;
	unsigned char i = 0;

	imx6uirq.nd = of_find_node_by_path("/key");
	if (imx6uirq.nd == NULL)
	{
		printk("key node not find!\r\n");
		return -EINVAL;
	}

	for (i = 0; i < KEY_NUM; i++)
	{
		imx6uirq.irqkeydesc[i].gpio = of_get_named_gpio(imx6uirq.nd, "key-gpio", i);
		if (imx6uirq.irqkeydesc[i].gpio < 0)
		{
			printk("can't get key%d\r\n", i);
		}

		memset(imx6uirq.irqkeydesc[i].name, 0, sizeof(imx6uirq.irqkeydesc[i].name));
		sprintf(imx6uirq.irqkeydesc[i].name, "KEY%d", i);
		gpio_request(imx6uirq.irqkeydesc[i].gpio, imx6uirq.irqkeydesc[i].name);
		gpio_direction_input(imx6uirq.irqkeydesc[i].gpio);
		imx6uirq.irqkeydesc[i].irqnum = gpio_to_irq(imx6uirq.irqkeydesc[i].gpio);

		printk("key%d:gpio=%d, irqnum=%d\r\n",i, imx6uirq.irqkeydesc[i].gpio, imx6uirq.irqkeydesc[i].irqnum);
	}

	imx6uirq.irqkeydesc[0].handler = key0_handler;
	imx6uirq.irqkeydesc[0].value = KEY0VALUE;

	for (i = 0; i < KEY_NUM; i++)
	{
		ret = request_irq(	imx6uirq.irqkeydesc[i].irqnum, 
							imx6uirq.irqkeydesc[i].handler, 
							IRQF_TRIGGER_FALLING|IRQF_TRIGGER_RISING, 
							imx6uirq.irqkeydesc[i].name, &imx6uirq);

		if(ret < 0)
		{
			printk("irq %d request failed!\r\n", imx6uirq.irqkeydesc[i].irqnum);
			return -EFAULT;
		}
	}

	/* 创建定时器 */
	init_timer(&imx6uirq.timer);
	imx6uirq.timer.function = timer_function;

	/* 初始化等待队列头 */
	init_waitqueue_head(&imx6uirq.r_wait);

	return 0;
}

/*
 * @description		: 打开设备
 * @param - inode 	: 传递给驱动的inode
 * @param - filp 	: 设备文件，file结构体有个叫做private_data的成员变量
 * 					  一般在open的时候将private_data指向设备结构体。
 * @return 			: 0 成功;其他 失败
 */
static int imx6uirq_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	filp->private_data = &imx6uirq; 	/* 设置私有数据 */
	return 0;
}

/*
 * @description		: 从设备读取数据 
 * @param - filp 	: 要打开的设备文件(文件描述符)
 * @param - buf 	: 返回给用户空间的数据缓冲区
 * @param - cnt 	: 要读取的数据长度
 * @param - offt 	: 相对于文件首地址的偏移
 * @return 			: 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败
 */
static ssize_t imx6uirq_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
	int ret = 0;
	unsigned char keyvalue = 0;
	unsigned char releasekey = 0;

	struct imx6uirq_dev *dev = (struct imx6uirq_dev *) filp->private_data;

#if 0  // 使用下面的启动方式，则不需要在中断中手动唤醒
	/* 加入等待队列，等待被唤醒,也就是有按键按下 */
	ret = wait_event_interruptible(dev->r_wait, atomic_read(&dev->releasekey));
	if (ret)
	{
		set_current_state(TASK_RUNNING); /* 设置任务为运行态 */
		return ret;
	}
#else
	DECLARE_WAITQUEUE(wait, current); /* 定义一个等待队列 */
	if(atomic_read(&dev->releasekey) == 0)  /* 没有按键按下 */
	{
		add_wait_queue(&dev->r_wait, &wait); /* 添加到等待队列头 */
		__set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);/* 设置任务状态 */
		schedule(); /* 进行一次任务切换 */
		if(signal_pending(current))  /* 判断是否为信号引起的唤醒 */
		{
			set_current_state(TASK_RUNNING); /* 设置任务为运行态 */
			return -ERESTARTSYS;
		}
		__set_current_state(TASK_RUNNING); /*设置为运行状态 */
		remove_wait_queue(&dev->r_wait, &wait); /*将等待队列移除 */
	}
#endif 

	keyvalue = atomic_read(&(dev->keyvalue));
	releasekey = atomic_read(&(dev->releasekey));

	if (releasekey)
	{
		if (keyvalue & 0x80)
		{
			keyvalue &= ~0x80;
			ret = copy_to_user(buf, &keyvalue, sizeof(keyvalue));
		}
		else
		{
			return -EINVAL;
		}
		atomic_set(&(dev->releasekey), 0);
	}
	else
	{
		return -EINVAL;
	}

	return 0;
}

/* 设备操作函数 */
static struct file_operations imx6uirq_fops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = imx6uirq_open,
	.read = imx6uirq_read,
};

/*
 * @description	: 驱动入口函数
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
static int __init myimx6uirq_init(void)
{
	/* 1、创建设备号 */
	alloc_chrdev_region(&imx6uirq.devid, 0, IMX6UIRQ_CNT, IMX6UIRQ_NAME);	/* 申请设备号 */
	imx6uirq.major = MAJOR(imx6uirq.devid);	/* 获取分配号的主设备号 */
	imx6uirq.minor = MINOR(imx6uirq.devid);	/* 获取分配号的次设备号 */
	
	/* 2、初始化cdev */
	cdev_init(&imx6uirq.cdev, &imx6uirq_fops);
	
	/* 3、添加一个cdev */
	cdev_add(&imx6uirq.cdev, imx6uirq.devid, IMX6UIRQ_CNT);

	/* 4、创建类 */
	imx6uirq.class = class_create(THIS_MODULE, IMX6UIRQ_NAME);
	if (IS_ERR(imx6uirq.class)) 
	{
		return PTR_ERR(imx6uirq.class);
	}

	/* 5、创建设备 */
	imx6uirq.device = device_create(imx6uirq.class, NULL, imx6uirq.devid, NULL, IMX6UIRQ_NAME);
	if (IS_ERR(imx6uirq.device)) {
		return PTR_ERR(imx6uirq.device);
	}
	
	/* 6、初始化按键 */
	atomic_set(&imx6uirq.keyvalue, INVAKEY);
	atomic_set(&imx6uirq.releasekey, 0);
	keyio_init();

	return 0;
}

/*
 * @description	: 驱动出口函数
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
static void __exit myimx6uirq_exit(void)
{
	unsigned int i = 0;

	del_timer_sync(&imx6uirq.timer);

	for (i = 0; i < KEY_NUM; i++) 
	{
		gpio_free(imx6uirq.irqkeydesc[i].gpio);
		free_irq(imx6uirq.irqkeydesc[i].irqnum, &imx6uirq);
	}

	/* 注销字符设备驱动 */
	cdev_del(&imx6uirq.cdev);/*  删除cdev */
	unregister_chrdev_region(imx6uirq.devid, IMX6UIRQ_CNT); /* 注销设备号 */

	device_destroy(imx6uirq.class, imx6uirq.devid);
	class_destroy(imx6uirq.class);
}

module_init(myimx6uirq_init);
module_exit(myimx6uirq_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("zuozhongkai");
